Matematyka

Średni — liceum i technikum

Zakres materiału: rozszerzenie

Potęgi, pierwiastki i logarytmy

Zmiana podstawy logarytmu

Zmiana podstawy pozwala porównywać logarytmy oraz korzystać z jednego przycisku kalkulatora. Dobieramy wspólną podstawę, która upraszcza potęgi. Pokażemy też, dlaczego iloraz musi mieć właściwą kolejność i dlaczego mianownik jest niezerowy.

Najważniejsze w skrócie

  • loga(b)=logk(b)logk(a).log_a(b)=log_k(b)/log_k(a).
  • loga(b)·logb(c)=loga(c).log_a(b)·log_b(c)=log_a(c).
  • Logarytm potęgi przy potęgowej podstawie daje iloraz wykładników.

Co warto wiedzieć na początek

Przydatne pojęcia i umiejętności

  • Logarytmy i ich własności.

Po tej lekcji

  • Wyprowadź iloraz
  • Odwrotności i iloczyn łańcuchowy
  • Zamień podstawy na potęgi tej samej liczby

Wyprowadź iloraz

Niech c=loga(b),c=log_a(b), czyli ac=b.a^c=b. Logarytmując obie strony przy podstawie k, dostajemy c·logk(a)=logk(b).c·log_k(a)=log_k(b). Ponieważ a≠1, mianownik logk(a)log_k(a)jest niezerowy. Stąd c=logk(b)logk(a).c=log_k(b)/log_k(a).

loga(b)=logk(b)logk(a).log_a(b)=log_k(b)/log_k(a).

Argument b pozostaje w liczniku, a stara podstawa a w mianowniku.

Kiedy stosujemy: a, k>0, a≠1, k≠1, b>0.

Przykłady zastosowania

  • log4(8)=log2(8)log2(4)=32.log_4(8)=log_2(8)/log_2(4)=3/2.

Źródła: [1].

Odwrotności i iloczyn łańcuchowy

Dla b≠1 wzajemnie zamienione podstawa i argument dają odwrotności:loga(b)=1logb(a).:log_a(b)=1/log_b(a). Po sprowadzeniu do wspólnej podstawy iloczyn loga(b)·logb(c)log_a(b)·log_b(c)skraca się do loga(c).log_a(c). Nie skreślamy liter bez wzoru:skracamy rzeczywiste niezerowe czynniki.

loga(b)·logb(c)=loga(c).log_a(b)·log_b(c)=log_a(c).

Wspólna podstawa ujawnia skracający się iloraz.

Kiedy stosujemy: a, b>0 różne od 1, c>0.

Przykłady zastosowania

  • log2(3)·log3(8)=3.log_2(3)·log_3(8)=3.

Źródła: [1].

Zamień podstawy na potęgi tej samej liczby

Dla a>0, a≠1, p≠0 mamy logap(aq)=qp.log_(a^p)(a^q)=q/p. Odpowiada to równaniu (ap)x=aq,(a^p)^x=a^q, więc px=q. Parametryczne przekształcenia wymagają tych samych warunków co liczbowe.

Logarytm potęgi przy potęgowej podstawie daje iloraz wykładników.

Porównujemy wykładniki jednakowej dodatniej podstawy.

Kiedy stosujemy: p≠0, aby podstawa apa^p nie była 1.

Przykłady zastosowania

  • log8(4)=23.log_8(4)=2/3.

Źródła: [1].

Omówione przykłady krok po kroku

1. Wygodna podstawa 2

Zakres: Rozszerzenie

Pytanie lub sytuacja: Oblicz log4(8).log_4(8).

Jak podejść do zadania: Zmień podstawę na 2.

  1. log2(8)=3.log_2(8)=3.
  2. log2(4)=2.log_2(4)=2.
  3. Iloraz to .

Odpowiedź: .

Sprawdzenie i interpretacja: 432=(4)3=8.4^(3/2)=(√4)^3=8.

Przećwicz ten zakres

2. Iloraz wykładników

Zakres: Rozszerzenie

Pytanie lub sytuacja: Oblicz log8(4).log_8(4).

Jak podejść do zadania: Zapisz 8=23 i 4=22.

  1. (23)x=22.(2^3)^x=2^2.
  2. 3 x=2.
  3. x=.

Odpowiedź: .

Sprawdzenie i interpretacja: 823=(83)2=4.8^(2/3)=(∛8)^2=4.

Przećwicz ten zakres

3. Iloczyn łańcuchowy

Zakres: Rozszerzenie

Pytanie lub sytuacja: Oblicz log2(3)·log3(8).log_2(3)·log_3(8).

Jak podejść do zadania: Zmień drugi logarytm na podstawę 2.

  1. log3(8)=log2(8)log2(3).log_3(8)=log_2(8)/log_2(3).
  2. Mnożę przez log2(3)ilog_2(3)i skracam niezerowy czynnik.
  3. Pozostaje log2(8)=3.log_2(8)=3.

Odpowiedź: 3.

Sprawdzenie i interpretacja: 3>0 i 3≠1, więc skracany logarytm nie jest zerem.

Przećwicz ten zakres

4. Zamiana miejsc

Zakres: Rozszerzenie

Pytanie lub sytuacja: Zapisz 1log3(7)1/log_3(7)jako jeden logarytm.

Jak podejść do zadania: Użyj wzoru na odwrotność.

  1. log3(7)=ln7ln3.log_3(7)=ln 7/ln 3.
  2. Odwrotność to ln3ln7.ln 3/ln 7.
  3. To logarytm 3 przy podstawie 7.

Odpowiedź: log7(3).log_7(3).

Sprawdzenie i interpretacja: Iloczyn obu logarytmów jest 1.

Przećwicz ten zakres

5. Wynik przez p

Zakres: Rozszerzenie

Pytanie lub sytuacja: Dane p=log2(3).p=log_2(3). Wyraź log8(9)log_8(9)przez p.

Jak podejść do zadania: Sprowadź oba argumenty do podstawy 2.

  1. log8(9)=log2(9)log2(8).log_8(9)=log_2(9)/log_2(8).
  2. Licznik=2log2(3)=2p.=2 log_2(3)=2 p.
  3. Mianownik=3.

Odpowiedź: 2p3.2 p/3.

Sprawdzenie i interpretacja: Dla pokoło 1,585 wynik jest około 1,057, co odpowiada 8x=9.8^x=9.

Przećwicz ten zakres

6. Dokładny zapis zamiast przedwczesnego zaokrąglenia

Zakres: Rozszerzenie

Pytanie lub sytuacja: Wyraź log5(7)log_5(7)przez logarytmy naturalne.

Jak podejść do zadania: Wybierz k=e we wzorze.

  1. Licznik to ln 7.
  2. Mianownik to ln 5, który jest dodatni i niezerowy.
  3. Nie zamieniam ilorazu na jego odwrotność.

Odpowiedź: ln7ln5.ln 7/ln 5.

Sprawdzenie i interpretacja: Ponieważ 5<7<25, szukany wykładnik leży między 1 a 2.

Przećwicz ten zakres

Typowe błędy i poprawne rozumowanie

Błędne rozumowanie: Zmiana podstawy daje logk(a)logk(b).log_k(a)/log_k(b).

Dlaczego to błąd: Odwrócono właściwy iloraz.

Poprawnie: Argument starego logarytmu wpisz w liczniku.

Błędne rozumowanie: Mogę użyć podstawy 1.

Dlaczego to błąd: Logarytm przy podstawie 1 nie jest określony.

Poprawnie: Sprawdź a, k>0 oraz a, k≠1.

Podsumowanie — zapamiętaj

  • Argument b pozostaje w liczniku, a stara podstawa a w mianowniku.
  • Wspólna podstawa ujawnia skracający się iloraz.
  • Porównujemy wykładniki jednakowej dodatniej podstawy.

Sprawdź wiedzę w ćwiczeniach

Wróć do wszystkich powtórek wiedzy

Źródła i dalsza nauka

Data sprawdzenia materiału: 23.10.2026.

  1. CKE — logarytmy

    Zakres źródła: Rozdział 3, strony 5–6; definicja, własności i zmiana podstawy

  2. ZPE — przekształcanie wyrażeń z logarytmami